生物法/催化铁内电解法工艺处理精细化工废水的研究

摘要

催化铁内电解法已经广泛应用于高色度、难降解工业废水的预处理中。本论文以上虞市精细化工园区污水处理厂化工废水为处理对象，采用催化铁内电解与A/O悬浮填料生物法相耦合的工艺，通过连续流中试试验考察了催化铁内电解法与生化耦合工艺处理特殊精细化工废水的效果。废水的特殊性在于进水中含有较多的混凝沉淀胶体颗粒，对催化铁内电解产生“结垢”等影响，但是通过调整工艺组合，开发了一新的处理工艺，即催化铁内电解段后置于生化处理之后并形成生化一催化铁内电解一生化大循环内回流系统，此工艺不仅解决了特殊废水处理中铁刨花表面容易“结垢”影响处理效果的问题，并且可以保持催化铁内电解法作为预处理时所起的改善微生物挂膜性能、提高污泥沉降性的优点。 试验研究表明，采用催化铁内电解-A/O悬浮填料生物法组合工艺，在催化铁内电解反应器停留时间2.5h，生化停留时间26h的试验条件下，该组合工艺处理精细化工废水具有较好的处理效果，色度、COD、TP、NH<,3>-N、SS、BOD<,5>的平均去除率分别为65﹪、75﹪、90﹪、51﹪、95﹪、94﹪，去除效果均优于上虞市精细化工园区污水处理厂MSBR工艺(总停留时间29h)。并且预处理产生的Fe离子进入生化系统后能改善微生物的挂膜性能，提高污泥的沉降性，二沉池出水清澈透明。但是由于进水中含有较多的混凝沉淀胶体颗粒，导致催化铁内电解作为预处理段，容易发生“结垢”现象，运行一段时间后效果下降。 通过调整工艺组合，开发了新的处理工艺(A/O悬浮填料生物法-催化铁内电解法)。该工艺的催化铁内电解进水为生化出水，解决了“结垢”问题，出水中的Fe离子回流至生化系统，提高污泥中Fe含量，改善了污泥活性并提高了可生化性。试验研究表明，在生化停留时间26h，催化铁内电解反应器停留时间2.5h的试验条件下，该工艺对色度、COD、TP、NH<,3>-N、SS、BOD5的平均去除率分别为83﹪、78﹪、90﹪、19﹪、95﹪、96﹪，大部分污染物质的去除效果均优于催化铁内电解作为预处理时的去除效果。 为深入考察催化铁内电解的脱色机理，对污水处理厂废水进行了小试试验。研究表明，催化铁内电解法处理废水时，在无曝气条件下，对色度的去除主要依靠还原作用，在曝气条件下对色度的去除则主要依靠新生态铁离子的混凝作用。某些染料废水还原处理后发生返色现象的主要原因是蒽醌染料中的蒽醌基团的还原不彻底而又被氧化为原有基团造成的。

目录

文摘

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第1章 引言

1.1课题背景、意义及研究内容

1.1.1课题的研究背景及意义

1.1.2课题的主要研究内容

1.1.3分析测试方法和仪器

1.2精细化工废水处理技术

1.3催化铁内电解法处理技术的研究现状

1.3.1铁碳内电解法污水处理工艺

1.3.2催化铁内电解法污水处理工艺

1.4悬浮填料生物膜法污水处理技术的研究现状

第2章催化铁内电解-A/O悬浮填料生物法组合工艺处理精细化工废水的研究

2.1试验工艺的选择

2.1.1目标污水水质特征

2.1.2上虞市污水处理厂现有工艺

2.1.3中试工艺流程选择

2.1.4试验流程和试验装置

2.1.5工艺流程说明

2.1.6试验设备

2.2混凝气浮预处理处理效果的研究

2.2.1混凝气浮预处理概况

2.2.2对污染物的处理效果及分析

2.2.3小结

2.3催化铁内电解法处理精细化工废水的实验研究

2.3.1试验材料与方法

2.3.2对污染物的处理效果及分析

2.3.3小结

2.4 A/O悬浮填料生物法处理效果的研究

2.4.1试验条件

2.4.2活性污泥的培养、驯化及挂膜

2.4.3对污染物的处理效果及分析

2.4.4小结

2.5中试系统运行效果与污水处理厂生化系统去除效果比较

2.5.1 COD和BOD5去除效果的对比

2.5.2 NH3-N去除效果的对比

2.5.3生化出水SS的对比

2.5.4生化出水TP的对比

2.5.5小结

2.6本章小结

第3章A/O悬浮填料生物法-催化铁内电解法组合工艺处理精细化工废水的研究

3.1工艺流程的改进与开发

3.2 A/O悬浮填料生物法处理效果的研究

3.2.1试验条件

3.2.2对污染物的处理效果及分析

3.2.3小结

3.3催化铁内电解+混凝沉淀去除污染物的效果

3.3.1试验条件

3.3.2对污染物的处理效果及分析

3.3.3小结

3.4工艺流程1和工艺流程2运行效果对比

3.4.1 COD和BOD5去除效果的对比

3.4.2氨氮去除效果的对比

3.4.3对色度去除效果的对比

3.4.4问题与讨论

3.4.5 小结

3.5本章小结

第4章催化铁内电解反应器的研究

4.1试验材料和方法

4.2结果与讨论

4.2.1在未曝气条件下不同水力停留时间的研究(连续运行)

4.2.2在未曝气条件下不同水力停留时间的研究(以间歇方式运行)

4.2.3在未曝气条件下不同回流比的研究

4.2.4短流和板结形成的分析

4.3本章小结

第5章催化铁内电解法脱色机理的研究

5.1试验材料和方法

5.1.1试验材料

5.1.2试验方法

5.2结果与讨论

5.2.1催化铁内电解法对色度的去除效果

5.2.2催化铁内电解法对COD的去除效果

5.2.3催化铁内电解法处理后的pH变化

5.3问题与讨论

5.4本章小结

第6章结论和建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果